EN
W przypadku zastosowań morskich lub przemysłowych wymagających rozwiązania do zarządzania ciepłem jednym z najważniejszych decyzji, jakie inżynier musi podjąć, jest wybór między wymiennikami ciepła płytowymi uszczelnianymi i lutowanymi. Obie technologie działają na tych samych zasadach wymiany ciepła: seria falistych płyt metalowych, pomiędzy którymi przepływają dwa media w przeciwnych kierunkach, umożliwiając przekaz ciepła między nimi. Jednak ich konstrukcja, filozofia projektowania oraz granice eksploatacyjne różnią się od siebie. W firmie SME, która realizuje ponad 500 zleceń rocznie oraz obsługuje ponad 1000 jednostek pływających dostarczając części zamienne i usługi, mieliśmy okazję zapoznać się z konsekwencjami nieprawidłowego doboru typu wymiennika płytowego (PHE). Niniejszy przewodnik ma ułatwić wybór odpowiedniej opcji, tak aby technologia była zgodna z rzeczywistymi warunkami eksploatacji Twojej jednostki.
Konstrukcja i integralność fizyczna
Wymienniki ciepła płytowe uszczelniane: Składają się one z ramy (nieruchomych i ruchomych płytek końcowych), w której stos falistych płytek jest ściskany za pomocą śrub montażowych. Każda płyta jest wyposażona w uszczelkę elastomerową, która oddziela kanały przepływowe, kierując czynniki robocze przez naprzemienne przejścia. Płytki można łatwo dodawać lub usuwać. Płytki oraz uszczelki są mocowane i napięte przy użyciu wysokich momentów obrotowych.
Wymienniki ciepła płytowe lutowane: Nie posiadają one ramy, śrub ani wymiennych uszczelkek. Zamiast tego zestaw płytek jest montowany i lutowany w próżni za pomocą spoiwa, w którym jako materiał wypełniający stosuje się miedź lub nikiel; spoiwo to utwardza się w miejscach styku płytek. Ostatecznym produktem jest solidny blok bez jakichkolwiek uszczelkek elastomerowych, który jest również szczelnie zamknięty od otoczenia zewnętrznego, co sprawia, że przy danej mocy nominalnej zajmuje mniej miejsca i waży mniej niż konstrukcja z uszczelkami.
Granice pracy: ciśnienie i temperatura
Jednostki lutowane mogą zwykle wytrzymać znacznie większe ciśnienia, w zakresie od 30 do 45 barów, oraz temperatury powyżej 200 °C; modele lutowane niklem nie zawierają uszczelek elastomerowych, które mogłyby się wypchnąć lub uszkodzić w systemach takich jak obwody chłodnicze, hydrauliczne oleje pod wysokim ciśnieniem oraz systemy odzysku ciepła silników na nowych jednostkach.
Ograniczenia jednostek z uszczelkami zależą od materiału uszczelki: Nasz zespół inżynierów – ekspertów technicznych – często dostarcza uszczelki z NBR, EPDM i FKM, których zakres roboczych temperatur wynosi od −15 °C do ponad 150 °C, a maksymalne ciśnienie robocze dla morskich urządzeń z uszczelkami wynosi około 25 barów lub więcej. Takie wartości są wystarczające dla standardowych zadań chłodzenia wodą morską oraz – w większości przypadków – dla standardowych generatorów wody słodkiej i systemów oleju smarowego na większości statków; jednak ciśnienia wyrażone w barach nie mogą być przekroczone w przypadku morskich urządzeń z uszczelkami.
Konserwacja, czyszczenie i łatwość serwisowania
To jest punkt, w którym oba podejścia różnią się od siebie w sposób bardzo wyraźny – często dla armatora jest to kwestia najważniejsza.
Wymienniki ciepła z uszczelkami są zaprojektowane tak, aby można je było serwisować. Za każdym razem, gdy wystąpi zanieczyszczenie powierzchni (a w środowisku morskim zanieczyszczenie zawsze ma miejsce – gdy na powierzchniach gromadzi się woda morska, osad lub pozostałości ciężkiej oleju; nie chodzi o to, czy się to zdarzy, lecz kiedy), urządzenie jest rozkręcane, płyty rozchylane, a uszczelki usuwane. Poszczególne płyty można czyścić mechanicznie lub chemicznie, a uszczelki wymieniać. Dlatego firma SME posiada warsztat oraz zespół serwisowy działający na miejscu – dzięki temu możliwe jest wymienianie uszczelek, czyszczenie płyt oraz pełna modernizacja jednostki z uszczelkami, co przywraca jej zdolność roboczą na poziomie 95% lub więcej pierwotnej wartości projektowej. Ponadto można zmienić typ uszczelki, jeśli zmienią się warunki eksploatacji lub rodzaj medium.
Wymienniki ciepła lutowane są jednorazowe. Nie można ich rozmontować w celu oczyszczenia przestrzeni między płytami. Jednostki PHE lutowane nie podlegają rozmontowaniu, a próba wewnętrznej dezynfekcji za pomocą środków czyszczących krążących przez urządzenie może się okazać nieskuteczna w usuwaniu osadów lub nagromadzeń węgla. Główne wady jednostek PHE lutowanych polegają na tym, że w przypadku zablokowania urządzenia przez osady lub zanieczyszczenia albo uszkodzenia kanału spowodowanego cyklami rozszerzania termicznego lub korozją w czasie jedynym rozwiązaniem jest zakup nowego urządzenia. Może to być bardzo kosztowne w przypadku dużych jednostek lutowanych lub ze względu na długi czas oczekiwania na nowe wyposażenie, jeśli nie można szybko serwisować zbiornika.
Ryzyko przecieków i krzyżowego zanieczyszczenia
Dla jednostki PHE z uszczelkami, wcześniejsza wycieka będzie zwykle niewielkim przeciekiem na zewnątrz – widać krople cieczy spływające z ramy, zanim dwa strumienie cieczy połączą się katastrofalnie. Konstrukcja z podwójnym uszczelniaczem stanowi alternatywę dla zastosowań krytycznych, w których oba medium muszą pozostawać całkowicie oddzielone (np. olej i woda morska). Trzeba przyznać, że aby ten „drugi” uszczelniacz rzeczywiście działał, nie należy czekać aż uszczelniacz całkowicie się zniszczy. W przypadku uszkodzenia uszczelniacza można go wymienić w miejscu.
W lutowane PHE wewnętrzna wycieka z jednego kanału do drugiego (np. korozja w postaci mikrootworu lub pęknięcie) spowoduje skażenie jednego strumienia procesowego przez drugi bez wykrycia wycieku na zewnętrznej płycie czołowej przez operatora. W zastosowaniach olejowych lub wodnych jeden lub oba strumienie mogą ulec skażeniu niemal natychmiast po uruchomieniu urządzenia; w systemach chłodniczych problem może zostać zauważony dopiero w momencie znacznego pogorszenia się jego wydajności. Urządzenie należy wyłączyć i wymienić.
Przydatność do zastosowania oraz koszt całkowity cyklu życia
Wybierz Lutowane PHE dla zamkniętych obwodów czystych cieczy, takich jak czynniki chłodnicze, oleje hydrauliczne i woda zdejonizowana. Są również odpowiednie do zastosowań o ograniczonej przestrzeni, np. w maszynowniach mniejszych jednostek pływających, gdzie dostęp do instalacji i konserwacji może być ograniczony. Należy pamiętać, że ogólna trwałość jest niższa, ale początkowy koszt zakupu jest niższy.
Dlaczego warto wybrać Płytowe wymienniki ciepła z uszczelkami? Do otwartych obwodów wody morskiej, zanieczyszczonych mediów, ciężkich olejów opałowych lub innych podobnych mediów procesowych, gdzie kluczowe są trwałość i konserwacja, należy stosować płytowe wymienniki ciepła z uszczelkami. Początkowy koszt zakupu jest wyższy, jednak koszty wymiany uszczelki i płyt okazują się znacznie niższe w okresie eksploatacji wynoszącym 15–20 lat.
W trakcie naszych wielu tysięcy wizyt statków w SME stało się naszą praktyką, że wybór klienta w kwestii tradycyjnego wymiennika ciepła z uszczelką zawsze odnosił zwycięstwo ze względu na jego przejrzystość oraz łatwość konserwacji w codziennej eksploatacji na standardowym, głównym rynku. Nasza 12-miesięczna gwarancja serwisowa na te projekty, wraz z naszymi procedurami certyfikowanymi zgodnie z normami ISO 9001, 14001 oraz 45001, zapewnia, że zespół techniczny SME liczący ponad 100 osób znajduje się tam, gdzie może wspierać stocznie na całym świecie przy podejmowaniu kluczowych decyzji dotyczących każdego aspektu układu chłodzenia. Niezależnie od tego, czy potrzebujesz wymiany uszczelki w Chinach, czy kompleksowej oceny technicznej, możemy – przy wsparciu całego zespołu SME – pomóc przesunąć wymienniki ciepła poza samo rozwiązywanie dzisiejszych problemów, zapewniając, że urządzenie zamontowane dziś będzie nadal spełniać swoje zadanie jutro.